×
29.06.2019
219.017.9f85

СВЕТОВОЕ УСТРОЙСТВО

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002428797
Дата охранного документа
10.09.2011
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к световой технике и предназначено для генерации излучения для освещения. Технический результат состоит в повышении качества передачи сигналов освещения. Для этого генерируют излучение, включающее в себя, по меньшей мере, видимый свет для освещения, устройство содержит, по меньшей мере, один светоизлучающий элемент, который представляет собой СИД или ОСИД, причем излучение имеет среднюю интенсивность света для целей освещения, причем контроллер присоединен к светоизлучающему элементу, который модулирует упомянутое излучение для одновременной передачи данных, причем контроллер сконфигурирован так, чтобы сигналы данных одновременно передавались через генерируемое излучение упомянутого светоизлучающего элемента, и упомянутая модуляция невидима для наблюдающего, и сигналы данных передаются в детектирующий блок. 2 н. и 7. з.п. ф-лы, 5 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Настоящее изобретение относится к световому устройству и способу для генерации излучения, включающего в себя, по меньшей мере, видимый свет для предоставления освещения, в котором посредством генерируемого излучения одновременно передаются сигналы данных.

В технике хорошо известны световые устройства для генерации излучения, включающего в себя видимое освещение. Кроме того, в технике используется сгенерированное излучение, например видимый свет, для обычного применения, например освещения, которое комбинируется с дополнительным применением, где через сгенерированное излучение одновременно передается информация, которая не обнаруживается невооруженным глазом.

В документе US 2003/00303386 A1 описано световое устройство, которое генерирует видимый свет, чтобы обеспечить освещение, а также чтобы передавать информацию данных. Упомянутая информация данных модулируется путем варьирования частоты переменного тока в светоизлучающем элементе. Для исключения видимого мерцания при передаче сигналов данных предлагается использование схемы кодирования, основанной на Манчестерском кодировании. В Манчестерском кодировании используется фиксированный момент квантования в середине периода бита с заданной передачей тока, который возбуждает светоизлучающий элемент. Направление тока определяет, будет ли бит иметь логическое значение "0" или логическое значение "1".

В документе US 2003/030386 A1 описана система и способ генерации электромагнитного излучения, где видимый свет модулируется по частоте.

В документе US 2004/101312 A1 описано устройство модуляции света с источником питания переменного тока, в котором для модуляции сигналов используется модуляция мощности.

Целью настоящего изобретения является усовершенствование упомянутых способов и упомянутых световых устройств, в частности, чтобы повысить качество предоставляемого освещения без мерцания, и, конкретно, чтобы добавлять данные к источнику освещения без изменения или ухудшения качества освещения, причем упомянутые способы и упомянутые световые устройства упрощаются, и достигается удовлетворительное качество передачи оптических данных.

Такая цель достигается посредством способа согласно пункту 1 формулы настоящего изобретения. Преимущественные варианты осуществления изобретательского способа определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Соответственно, предоставлен способ для светового устройства, в частности для устройства отображения, такого как жидкокристаллический телевизор, проектор и т.п., причем упомянутое световое устройство генерирует излучение, включающее в себя, по меньшей мере, видимый свет для освещения, и оно содержит, по меньшей мере, один светоизлучающий элемент, который представляет собой Светоизлучающий Диод (СИД) или Органический Светоизлучающий Диод (ОСИД), и излучение имеет среднюю интенсивность света для целей освещения, причем контроллер присоединен к светоизлучающему элементу, который модулирует упомянутое излучение для одновременной передачи данных с целью освещения, причем контроллер сконфигурирован так, чтобы сигналы данных одновременно передавались через генерируемое излучение упомянутого светоизлучающего элемента, и упомянутая модуляция невидима для наблюдающего, причем сигналы данных передаются в детектирующий блок.

Светоизлучающие элементы имеют возможность очень быстрой модуляции, и, соответственно, в излучение может быть дополнительно внедрена информация, такая как сигналы данных. Преимущественно, используя специально разработанную схему модуляции, сигналы данных могут быть добавлены в свет, излучаемый светоизлучающим устройством. Таким образом, может генерироваться нормальное освещение или изображения, и, между тем, одновременно могут выдаваться дополнительные сигналы данных, которые передаются в детектирующий блок. Предпочтительно контроллер модулирует излучение на высокой частоте (или времени переключения), которая является невидимой для наблюдателя. В одном варианте осуществления настоящего изобретения светоизлучающие элементы включаются и выключаются очень быстро, чтобы одновременно генерировать сигналы данных. Альтернативно также предоставляется возможность использования специально разработанной схемы, при которой не требуется отключать светоизлучающие элементы. В этом случае контроллер возбуждает светоизлучающие элементы так, что интенсивность генерированного излучения изменяется частотами, которые невидимы для наблюдателя.

Преимущественно для генерации излучения возможно использование нескольких методик модуляции, таких как импульсно-частотная модуляция, импульсно-позиционная модуляция, модуляция по интенсивности или широтно-импульсная модуляция. Предпочтительно излучение, содержащее видимый свет и сигналы данных, передаваемые через сгенерированное излучение, включает в себя адаптивную систему кодирования, где количество передаваемых битов может быть уменьшено. В случая излучения, модулированного по схеме широтно-импульсной модуляции (ШИМ), ширина импульса и/или время между каждой частью может варьироваться. В еще одном предпочтительном варианте осуществления определенная ширина импульса и/или время между упомянутыми импульсами может соответствовать заданной информации данных.

Согласно еще одного варианту осуществления контроллер может представлять собой гистерезисный контроллер, который модулирует ток с, по меньшей мере, двумя гистерезисными полосами пропускания, которые возбуждают светоизлучающий элемент для излучения, по существу, без изменения среднего тока светоизлучающего элемента, причем первая полоса пропускания содержит, по меньшей мере, первую информацию данных, а вторая полоса пропускания содержит, по меньшей мере, вторую информацию данных.

Преимущественно предлагаемый контроллер выполняет роль возбудителя для тока светоизлучающего элемента и, следовательно, для светоотдачи светоизлучающего элемента, а также роль модулятора генерируемого излучения. Предпочтительно гистерезисная полоса пропускания модулируется так, например, чтобы широкая гистерезисная полоса пропускания соответствовала логическому значению "1", а узкая полоса пропускания соответствовала логическому значению "0" или наоборот. В этом варианте осуществления светоизлучающий элемент представляет собой СИД, который не отключается схемой модуляции. Гистерезисный контроллер только меняет мгновенную интенсивность генерируемого излучения, причем применяется простая схема возбудителя СИД. Преимущественно схема возбудителя СИД и схема модуляции способны выполнять модуляцию излучения СИД независимо от среднего тока СИД и, соответственно, от среднего освещения светоизлучающего устройства. Предпочтительно частота упомянутого тока СИД больше 20 Гц. Таким образом, передача данных через сгенерированное излучение упомянутого светоизлучающего устройства невидима для наблюдателя. Кроме того, предпочтительно, чтобы появление двух последовательных минимумов или двух последовательных максимумов тока, содержащего одну и ту же полосу пропускания, соответствовало одному биту данных. Альтернативно появление двух последовательных минимумов или двух последовательных максимумов тока, имеющих приблизительно одинаковую величину тока, соответствует одному биту данных.

Вышеупомянутые сигналы данных могут содержать данные, которые являются аналоговыми данными и/или цифровыми данными и/или управляющими кодами и/или начальными кодами.

Настоящее изобретение относится к световому устройству, генерирующему излучение, которое включает в себя, по меньшей мере, видимый свет для обеспечения освещения, по меньшей мере, одним светоизлучающим элементом, который представляет собой СИД или ОСИД, причем генерируемое излучение имеет среднюю интенсивность света для целей освещения, причем контроллер соединен со светоизлучающим элементом, модулирующим упомянутое излучение для передачи данных одновременно с освещением, причем контроллер сконфигурирован так, что сигналы данных одновременно передаются через генерируемое излучение упомянутого светоизлучающего элемента, и упомянутая модуляция невидима для наблюдателя, причем сигналы данных передаются в детектирующий блок, и контроллер представляет собой гистерезисный контроллер, который модулирует ток с, по меньшей мере, двумя гистерезисными полосами пропускания и который возбуждает светоизлучающий элемент для генерации излучения, по существу, без изменения среднего тока светоизлучающего элемента, причем первая полоса пропускания содержит первую информацию данных, а вторая полоса пропускания содержит вторую информацию данных, и при этом гистерезисный контроллер содержит схему модуляции света и возбудитель светоизлучающего элемента.

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Вышеупомянутое световое устройство и способ могут быть использованы в различных системах, примеры которых включают в себя автомобильные системы, домовые системы освещения, системы подсветки для дисплеев, системы рассеянного освещения, системы освещения для магазинов, проекторные системы освещения, где также возможна передача оптической информации, как, например, в музеях, студиях, переговорных комнатах. Передаваемые сигналы данных могут быть использованы для множества приложений. Преимущественно детектирующий блок воспринимает сигналы данных и демодулирует эти сигналы данных в битовый поток данных. В одном возможном применении настоящего изобретения сигналы данных предоставляются для защиты от копирования.

Вышеупомянутые компоненты, а также заявленные компоненты и/или использованные в описании вариантов осуществления изобретения, не подлежат какому-либо ограничению относительно размера, формы, выбора материала, и, соответственно, выбор критерия, известного в соответствующей области техники, может быть применен без ограничений.

Дополнительные детали, характеристики и преимущества объекта настоящего изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения и в следующем описании соответствующих фигур, которые иллюстрируют предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения и на которых:

Фиг.1a показывает широтно-импульсное модулированное излучение с постоянной частотой;

Фиг.1b показывает широтно-импульсное модулированное излучение с переменной частотой;

Фиг.1c показывает широтно-импульсное модулированное излучение с альтернативной частотой;

Фиг.2 - зависимость тока СИД от времени при двух гистерезисных полосах пропускания;

Фиг.3 показывает передаточную функцию гистерезисного контроллера с двумя гистерезисными полосами пропускания;

Фиг.4 показывает СИД со схемой возбудителя СИД и схемой модулятора света; и

Фиг.5 показывает детектирующий блок для сигналов данных, передаваемых через генерируемое излучение.

Фиг.1а иллюстрирует широтно-импульсные модулированные сигналы для модуляции излучения, по меньшей мере, одного СИДа. Спроектированная схема включения/выключения используется для предоставления освещения, тогда как одновременно выполняется передача сигналов данных. Фиг.1а иллюстрирует модулирующий сигнал одного СИДа, причем упомянутый СИД попеременно включается и выключается. В показанном варианте осуществления широтно-импульсная модуляция обеспечивает интенсивность яркости, воспринимаемую человеческим глазом, на уровне примерно 80%. Иначе говоря, СИД всегда полностью включен (интенсивность 100%) либо всегда полностью выключен (интенсивность 0%). "Воспринимаемая" человеческим глазом интенсивность 80% обусловлена тем, что СИД включен на 100% интенсивности в течение 80% времени. Кроме того, на фиг.1b и фиг.1c достигается интенсивность в 80%, воспринимаемая человеческим глазом, хотя ширина 7a импульса и время 7b между каждым импульсом варьируют. В зависимости от времени переключения, которое специфично для каждого конкретного СИД, величина информации данных увеличивается приблизительно по линейной зависимости. Ширина 7a импульса и/или время 7b между двумя последующими импульсами может соответствовать определенной информации данных. Возбуждая СИД по определенной схеме согласно фиг.1b или 1c, информация данных может быть внедрена в нормальное освещение. Благодаря высокой частоте дополнительно генерируемые сигналы данных, передаваемые через генерируемое излучение, невидимы. Тем не менее, на более высоких частотах порядка 1 МГц может быть передан совершенно другой сигнал. Кроме того, отсутствует пространственное разрешение, и может быть передан большой объем информации. Когда для генерации упомянутого излучения используется проектор, основанный на СИД, человеческий глаз видит только видеосодержимое и не замечает передаваемые сигналы данных, содержащие эти высокие частоты.

Упомянутая информация данных, которая внедрена в генерируемое освещение, может служить для различных целей. Системы домового освещения могут быть устроены так, чтобы реагировать на эти сигналы данных. Таким образом, после видеосодержимого, содержащего сгенерированное излучение с наложенным, невидимым сигналом данных, может быть создана определенная атмосфера. Например, при просмотре фильма взрывам на экране может сопутствовать вспышка системы домашнего освещения. Кроме того, в начале фильма может быть внедрен сигнал "подавить все источники света". Соответственно, отпадает необходимость проводного соединения между системой домашнего освещения и проектором или телевизором. Альтернативно проектор может передавать сигналы данных через генерируемое излучение, чтобы выполнять дистанционное управление детектирующего блока. Кроме того, генерируемые сигналы данных могут быть предоставлены для защиты от копирования. В случае показа фильма в кинотеатре фильм может содержать флаг "не копировать", внедренный в сигнал данных, который передается на камеру, которой пытаются нелегально записать копию упомянутого фильма. В силу сигнала "не копировать" камера предотвращает запись упомянутого фильма. Более того, настоящее изобретение может быть применено к жидкокристаллическим телевизорам с СИД-подсветкой, где используется тот же принцип, что и в проекторах, основанных на СИД.

Во втором варианте осуществления настоящего изобретения, который описан со ссылкой на фиг.2-5, контроллер 2, соединенный с СИД 1, сконфигурирован так, чтобы ток 8 модулировался с, по меньшей мере, двумя гистерезисными полосами 8a, 8b пропускания, которые возбуждают СИД 1 для излучения, по существу, без изменения среднего тока 8c СИДа 1. В этом случае СИД 1 не выключается, а только изменяется интенсивность посредством специальной модуляции гистерезисного контроллера 2. Генерируемый ток 8 имеет первую полосу 8a пропускания, содержащую, по меньшей мере, первую информацию данных, и вторую полосу 8b пропускания, содержащую, по меньшей мере, вторую информацию данных. Показанный на фиг.4 гистерезисный контроллер 2 реализует этот вид схемы модуляции. Для передачи сигналов данных через генерируемое освещение появление двух последовательных максимумов или двух последовательных минимумов одной и той же полосы 8a, 8b пропускания соответствует одному биту данных. Появление следующих друг за другом максимумов или минимумов первой широкой полосы 8a пропускания может соответствовать логическому значению "1", а появление следующих друг за другом максимумов или минимумов второй узкой полосы 8b пропускания может соответствовать логическому значению "0", или наоборот.

Гистерезисный контроллер 2 содержит схему 9 модулятора света и схему 10 возбудителя СИД. Схема 9 модулятора света содержит пару компараторов 9a и пару вентилей 9b И-НЕ, включающих в себя передаточную функцию с двумя гистерезисными полосами 8a, 8b пропускания. Схема 10 возбудителя СИД содержит два транзистора 11, источник 12 питания постоянного тока и возбудитель 13 МОП-транзистора. До СИД 1 расположен индуктивный элемент 14. Кроме того, гистерезисный контроллер 2 содержит шунтирующий резистор Rs 15, фильтр Cf 16, Rf 17, который устраняет высокочастотный шум напряжения на резисторе Rs 15.

Фильтрованное напряжение шунта сравнивается с двумя эталонными напряжениями i1+ x Rs и i1- x Rs, либо i2+ x Rs и i2- x Rs. Согласно этому варианту осуществления схема 9 модулятора переключает возбудитель 10 СИД в двух состояниях. Так, форма волны тока согласно фиг.2 может быть обеспечена путем использования передаточной функции, показанной на фиг.3. В одном состоянии гистерезисного контроллера 2 транзистор t1 включается, причем напряжение Vdc возбуждает последовательное соединение индуктивности L 14 и СИДа 1. При условии что Vdc >> VLED, ток СИДа 8 увеличивается линейно. В зависимости от передаточной функции согласно фиг.4 транзистор t2 включается, и напряжение Uout=0 прилагается к последовательному соединению индуктивности L 14, СИД 1 и шунтирующего резистора Rs 15. В этом случае ток 8 СИДа уменьшается линейно.

В зависимости от передаточной функции гистерезисного контроллера транзистор t1 включается при токе СИДа i-1 или i-2, тогда как транзистор t2 включается при токе СИДа i+2 или i+1. Таким образом, согласно фиг.2 достигается зигзагообразная кривая тока СИД. В проиллюстрированном варианте осуществления фиг.2 и фиг.3, широкая гистерезисная полоса 8a пропускания соответствует логическому значению "1", а узкая гистерезисная полоса 8b пропускания соответствует логическому значению "0". Предпочтительно частота тока 8 больше 20 кГц. Путем изменения тока для возбуждения каждого СИД 1 согласно фиг.2 световой выход и сигналы данных могут генерироваться без изменения среднего тока 8c через СИД 1.

Фиг.5 иллюстрирует предпочтительный вариант осуществления детектирующего блока 3, содержащего детектирующий элемент 3a для восприятия сигналов данных, и анализатор 3b сигнала для демодуляции сигналов данных, чтобы генерировать битовый поток 3c данных.

Перечень обозначений

1 Светоизлучающий элемент, СИД

2 контроллер, гистерезисный контроллер

3 детектирующий блок

3a детектирующий элемент

3b анализатор сигнала

3c битовый поток

7a ширина импульса

7b время между двумя смежными импульсами

8 ток

8a гистерезисная полоса пропускания

8b гистерезисная полоса пропускания

8c средний ток

9 схема модулятора света

9a компаратор

9b вентиль И-НЕ

10 схема возбудителя СИД

11 транзистор t1, t2

12 источник питания

13 возбудитель МОП-транзистора

14 индуктивный элемент L

15 шунтирующий резистор Rs

16 фильтр Cf

фильтр Rf

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 26.
20.06.2013
№216.012.4ce2

Система облицовки плитками с подсветкой

Изобретение относится к системе облицовки плитками с подсветкой. Изобретение позволит обеспечить упрощение монтажа системы облицовки. Система облицовки плитками содержит задние панели, по меньшей мере, с одним электропроводящим слоем, штепсельные вилки с выступами, которые электрически...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485264
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.12.2013
№216.012.9238

Управление энергопотреблением принимающего модуля

Изобретение предназначено для управления энергопотреблением принимающих модулей и позволяет снизить среднее энергопотребление принимающих модулей, для управления приборами в ответ на сигналы управления функционированием от передающих модулей, за счет ввода устройств, для управления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503125
Дата охранного документа: 27.12.2013
20.05.2014
№216.012.c5f4

Возбуждение светодиода

Изобретение относится к устройству для возбуждения светодиода, к прибору, содержащему устройство, и к способу для возбуждения светодиода. Технический результат заключается в осуществлении устройства для возбуждения светодиода с повышенной эффективностью. Для этого по первому объекту -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516435
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.07.2014
№216.012.e134

Источник света с уменьшаемой яркостью со сдвигом цветовой температуры света

Изобретение относится к осветительным устройствам и управлению ими. Техническим результатом является создание конструкции осветительного устройства, содержащего множество СИДов в качестве источников света, способных уменьшать яркость с одновременным смещением светового выхода устройства до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523438
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.10.2014
№216.012.ffe4

Схема делителя напряжения

Изобретение относится к области светотехники. Схема (1) делителя напряжения для объединения светорегулятора (2) с фазовым управлением и схемы (3) светодиодов содержит активную схему (4) для увеличения количества вариантов. Активная схема (4) может содержать схему (5) ограничения тока для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531364
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.05.2015
№216.013.4a2d

Светодиодная цепь

Изобретение относится к области светотехники. В светодиодных цепях (1), содержащих последовательно соединенные первую и вторую цепи (11, 12) с первыми и вторыми светодиодами, третьи цепи (13) соединены параллельно со вторыми цепями (12) для управления первыми светодиодами в первых цепях (11)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550496
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.05.2015
№216.013.4a30

Регулируемый по силе света источник света со смещением по цветовой температуре

Изобретение относится к области светотехники. Устройство (1) освещения содержит входные выводы (2) для связи с сетью переменного тока (AC); цепочку (10) светоизлучающих диодов (LED), соединенную последовательно с входными выводами; выпрямитель (30), имеющий входные выводы (31, 32), соединенные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550499
Дата охранного документа: 10.05.2015
20.02.2016
№216.014.ce0a

Светоизлучающая система для испускания рассеянного света

Изобретение относится к светоизлучающей системе, которая содержит множество смежно расположенных светоизлучающих устройств. Каждое светоизлучающей устройство содержит пластинообразный световод, имеющий переднюю, заднюю и торцевые поверхности. Источник света расположен у пластинообразного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575320
Дата охранного документа: 20.02.2016
20.08.2016
№216.015.4b65

Устройство генерации света

Изобретение относятся к светодиодному (LED) устройству генерации света и способу работы светодиодного устройства генерации света. Техническим результатом является точное управление током в каждой из светодиодных цепей независимо от режима переключения, даже если светодиодные блоки имеют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594747
Дата охранного документа: 20.08.2016
13.01.2017
№217.015.7034

Устройство и способ возбуждения нагрузки, в частности блока сид

Изобретение относится к устройству (40; 50; 60) возбуждения и соответствующему способу возбуждения для возбуждения нагрузки (12), в частности блока (12) СИД, включающего в себя один или более СИД, причем упомянутое устройство возбуждения содержит входной блок (14) питания для приема входного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596850
Дата охранного документа: 10.09.2016
+ добавить свой РИД